(57)【要約】      （修正有）【課題】光源の寸法などに設計が制約されず、導光部分の厚さを薄くした導光板を提供する。【解決手段】光の伝送特性を考慮し、外部で使用する光源の光の広がり角を設計に取り入れることで、導光板の端面にフレンネルレンズをあらかじめ、あるいは、あとから、形成することで、効率よく導光板内部に光を導入することが可能となった。また、その結果、導光板として機能させるための必要最小限の厚さを取り入れることができ、導光部分の厚さを飛躍的に薄くすることが可能となり、曲がる導光板を形成できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光板を形成する本体の端面において、端面にフレンネルレンズが形成された構造を有することを特徴とする導光装置。
【請求項２】
導光板と端面のフレンネルレンズとを一体として形成することを含む請求項１の装置。
【請求項３】
導光板の端面は厚く、導光板の発光部を薄くしたことを特徴とする請求項１の装置。
【請求項４】
フレンネルレンズを導光板と同一樹脂でシート状にしたものを、導光板の端面に接着したことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面状の発光体や平面状の照明装置など、背景照明に使われるいわゆる導光板に関わる技術であり、その導光板の効率や寸法、重量などに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、導光板と呼ばれる照明装置は、板状の透明媒体、例えばアクリル板の端面から光を板内部に導入し、板の片面に散乱させる傷、または印刷を施すことにより、面全体を光らせる装置である。導光板の端面に取り付ける光源は、蛍光灯、冷陰極管などが従来の主流技術であった。
【０００３】
最近、高輝度白色LEDなどの技術開発が進み、性能面からもコスト面からも、導光板の光源として使用されるようになってきた。特に、一列に並んだLEDアレイが容易に入手できるようになり、導光板の光源として注目を集めている。
【特許文献１】特開２００７−７３５２２号
【特許文献２】特開２００７−７３４６９号
【特許文献３】特開２００２−５６７１３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
導光板は、小さいものでは携帯電話の表示部分の背面に使われ、大きいものでは、１．５メートル×３メートルの広告宣伝用のパネルに使用されるものなど、大きさはまちまちである。何れも基本原理は同じで、板状の透明媒体の端面から、光源の光を導入し、面を発光させるものである。
【０００５】
導光板が大きくなると、板も大きくなり、重さも増大する。たとえば、１．５メートル×３メートルの大型導光板は、通常、アクリル樹脂で作られるが、その寸法の板の重量は、約１００Ｋｇであり、一般の施工では重い装置となり、人手による作業も単純ではなくなっている。
【０００６】
また、導光板の輝度を増大させるために、従来では、板の厚さを厚くする手法が取られていた。つまり、大型のLEDを光源として、そのLEDの寸法に合わせて、板厚も厚くするという手法がとられてきた。
【０００７】
導光板の板面積が先の大型導光板ほど大面積ではない場合でも、輝度を増大させるために、板の厚さを厚くすることで対応し、その結果、装置の重量が増大していた。
【０００８】
さらに、導光板は平面状であり、表示装置や広告宣伝ディスプレーなど、平面状の背面照明に使われていた。  これまでの導光板には、円柱状の柱に巻きつけるような、曲面の背景照明に対応する具体的な技術がなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、面照明あるいは背面照明に使われる導光板において、光源として使用するLEDの発光量を効率よく導光板へ接続する技術を提供するものである。
【００１０】
本発明によれば、導光板の光導入部（導光板の端面）に、フレンネルレンズを施すことにより、LED光源から発する光を効率よく導光板に導入することができ、導光板全体の効率も向上する。
【００１１】
光導入部にフレンネルレンズを設置することにより、外部に取り付ける光源の光の広がり角と、板の厚さの関係を光学的に分離することが出来る。その結果、外部に付ける光源の物理的寸法と、導光板の導光部分を分離して設計することにより、導光板の厚さを光学的な波長で制限される厚さまで薄くすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、導光板は、光の導入部だけ、従来の厚さに近い寸法が必要となるが、寸法の大部分を占める導光部は、薄くすることが可能となり、同じ導光面積でも、重量では１／１０以上の軽量化が可能となり、エネルギー面、コスト面ともに産業への効果は大きい。また、例えば従来、導光板の厚さが１０ミリメートル程度であった導光板は、端面部分の光導入部を除いて、大部分の厚さを約１ミリメートル程度にすることが可能となり、これまで困難であった曲面への施工も可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図を用いて本発明の詳細について説明する。図1に示すように、導光板は外部の光源からの光を導入するための光導入部の厚さと、導光板本体の導光部分の厚さが異なる形状となる。導光板の端面、つまり光の導入面には、図２で詳細に示すように、フレンネルレンズを施す。このレンズにより、光導入部は、傾斜を付けて導光板本体を薄くしても、光源から導入された光は透明樹脂の界面での全反射条件を壊すことがなくなり、効率よく光を導光板本体内部に導入する。
【００１４】
図２を用いて、図１に示す導光板の側面を説明する。光導入部は導光板の端面であるが、この面にフレンネルレンズを設置する。設置には、導光板全体を、鋳型で形成する場合は、鋳型の端面にフレンネルレンズの型を形成しておく。あるいは、図３に示すように、フレンネルレンズ部分を持つ、シート状の透明樹脂を別に作り、導光板の光導入面に密着させて貼ることでも、同様の効果を生むことができる。
【００１５】
図２に示すように、光導入部の次は、導光部であり、その部分の背面には、導光のための、印刷、あるいは、機械加工による傷、あるいはレーザー加工によるディンプルなどが形成され、導光板内部に導入された光を散乱させる。散乱された光は、導光板上部から外部へ照射される。
【００１６】
図２に示すように、フレンネルレンズは、外部に取り付けるLED光源の数に合わせた数を設置する。図では３個の光源を例示しているが、この数に限定する意図は無い。
【００１７】
図３は、導光板の光導入部にフレンネルレンズを一体形成するのではなく、シート状のフレンネルレンズを形成したときの例である。たとえば、柔軟性の高い樹脂で図３に示すようなフレンネルレンズを形成すれば、平面状の従来の導光板の端面に施工することにより、従来の導光板の効率を向上させることも期待できる。同様に、フレンネルレンズシートは、３個の光源用に描かれているが、フレンネルレンズの数に制限は無い。ただし、最大の光結合効率を得るには、このフレンネルレンズシートを形成する樹脂と、対象とする導光板の樹脂は同一屈折率であることが望ましい。それぞれの樹脂の屈折率が異なる場合は、取り付ける際に、それぞれの接着面に、屈折率整合オイルを塗ることで、効率の改善が可能となる。
【００１８】
図４に導光板の端面の両側に、フレンネルレンズを施した光導入部をもつ導光板の側面図を示す。この形状とすることで、より多くの外部の光源を導光板本体へ導入でき、輝度の高い導光板の用途に対応できる。
【００１９】
図５に光導入部の傾斜が、図１に示したような上下対称ではなく、非対称に形成された例を示す。この断面形状は、導光板の厚さを薄くする場合、板の片面だけを加工することで実現することができ、加工コストを抑えることができる。光の導入効率を向上させるために、図に示すように、光導入部の斜面と反対の部分には、たとえば、アルミコートのような、反射体を塗布する場合もある。
【００２０】
図６に導光板の四辺を光導入部にした場合の実施例を示す。四辺から外部の光を導入することにより、輝度の高い導光板を実現でき、かつ、内部を薄く形成できるため、従来の導光板より、軽い導光板を作ることが可能となる。
【００２１】
上記実施例において、LEDを外部光源として例示しているが、光源をLEDに限定する意図は無い。従来の蛍光灯や冷陰極管においても、光導入部に施したフレンネルレンズの効果は同様であり、効率を改善できる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の活用例として、既設の円柱表面あるいは曲面で構成される壁面などへ、巻きつけあるいは沿わせる発光タイプの表示板として応用できると考えられる。また、大面積の発光体を軽く作ることができる特徴を生かして、これまで困難とされていた、襖などの屋内家具への応用も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】導光板本体を薄くするために、光導入部に漏斗形状を施した導光板斜視図。
【図２】図１の導光板の側面図。
【図３】フレンネルレンズを持つシート
【図４】図１導光板の端面にも光導入部を設置した例
【図５】対称の光導入部ではなく、くさび状の導入部を持つ導光板の例
【図６】導光板の四辺に、フレンネルレンズを施した光導入部を持つ導光板の例
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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